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摘要：随着我国经济的飞速发展，特别是城市化、城镇化建设如火如荼的展开，城市的范围在逐步扩大，人们的生活水平不断提升，对生活环境和质量要求越来越高，城市污水处理迫在眉睫，而在污水处理厂建设中，污水提升泵房的设计和建设至关重要。本文主要阐述污水提升泵房工艺的设计和应用，保证污水的及时、有序的供应已达到处理的目的。
关键词：污水提升泵房；工艺设计；应用
污水提升泵房是城市污水厂的水力提升的构筑物，科学设计、合理布置的提升泵房不仅可以节约污水厂的运行成本，便于污水厂实际正常的运行和维护，更提高污水处理厂运行的稳定性和出水水质，保障符合国家和地方相关污水排放标准。
1 污水提升泵房
1.1 概述
污水提升泵房主要建、构筑物泵站内有地上、地下构筑物及管道的设计,主要包括地下式泵房的进水闸井、粗格栅、集水池（含潜水污泵或干式离心泵）、闸阀井等和进（出）水管道、变配电用房及泵站附属用房等结构、电气、自控、除臭等子项目。
1.2 污水提升泵房设计应注意的问题
污水提升泵房的设计应注重美观。泵房等构筑物在满足其使用要求的同时，泵房的体形及内外空间组合等，应得到设计人员的重视，以给周围人们营造精神上的美的感受。在实际施工建设中，已建成的许多泵站中的泵房都只是单纯的泵房建筑物，且往往与周围环境格格不入，主要是因为泵房设计人员在设计中只考虑其使用功能，而忽视了泵房本身的美观要求。因此，为响应国家建设环境友好型社会的号召，在污水提升泵房的设计过程中加入美的因素，往往会得到意想不到的效果；建筑工施工工程要求设计标准化、施工机械化、管理科学化，只有符合建筑模数的要求，才能使不同施工材料、不同形式和不同制造方法的建筑物配件、组合件具有较大的通用性和互换性，才能加快设计速度，提高泵房的施工质量并提高建设的效率。
污水提升泵房应尽量选择轻型结构支撑。在污水提升泵房中，泵房位于最上面，如果泵房自重过大，下面的承重结构梁、柱的尺寸必然也增大，而泵房构筑物基础的地质情况一般不太理想，从而增加泵房基础本身的设计难度，因此，污水提升泵房设计时在保证额定荷载的前提下要尽量选择轻型结构支撑；但必须满足泵房近期或远期的使用要求。满足泵房设计最基本的功能是其本身的使用功能。根据泵房的设计工艺进行污水厂的建筑布置及立面形式等，以便使泵房建设的美观、实用。
选择科学、经济、合理的设计施工方案。在进行泵房设计时，满足使用要求的前提下，提出几种可行的设计方案，并进行科学的比较论证，选择经济上最合理、施工较方便、环境友好型的设计方案。
2 污水提升泵站的设计和应用
2.1 污水提升泵房的设计基本原则：
污水泵房设计规模的确定：应根据城镇远近期污水量的大小，确定污水泵站的规模。一般泵站的土建可根据远期规模实施，设备特别是泵组可按近期规模安装，远期可通过增加泵组或更换水泵提高流量等方式达到设计规模；
泵房地址的确定：根据污水泵站性质（局部提升泵站，或者是处理厂前提升泵站），并结合整个市政管网的情况及具体地形条件，选择合适的泵房位置，提高其运行的效率；
提升设备的选用：污水泵站进水中污杂物含量多，所以泵站应该选用适合污水性质和清污量大的格栅除污机，保护水泵等后续有关设备。考虑系统可靠和设备维修，应配备相当数量的备用泵和维修配件，便于及时维护和修理；
密切注意减少对泵房施工周边环境的影响：泵站地下构筑物不允许地下水渗入及池内污水的渗出，泵站应与居住房屋和公用建筑保持一定距离；泵站四周应设置隔离带和隔音设备。
2.2 污水提升泵房的设计和应用
2.2.1 污水潜污泵的选择
从20世纪90年代潜水泵出现以来，由于潜水排污泵具有体积小、安装检修方便、无噪声、运行稳定等优点，特别是潜水污水泵站相对传统干式泵站简化泵站本身的地下结构，减少了泵房的地面建筑，甚至建设地上构筑物，从而大幅降低泵站的工程造价，得到广泛的运用。
目前，我国大部分污水提升泵房采用干式泵或者潜污泵，而许多污水处理厂因泵房的结构形式比较简单而采用潜污泵。潜污泵泵站的管理人员仅可以通过地面上的控制柜的仪器仪表来及时正确地监控和记录。由于泵整只浸没在水中，泵所输送的介质（水）起到隔声作用，从而大大降低了噪声，改善了泵站的作业环境。由于泵在投入运行前，其润滑油（脂）已全部加注完毕，在正常运行中，不需要加注润滑油（脂）工作；另外，潜污泵在运行管理中过程中无需要轴流式污水泵所必须的操作、保养、巡视要求。而从环境效益、经济效益等方面分析，潜水污泵是泵与电机连体，并同时潜入液下工作的泵类产品，在潜水污泵符合国家设备生产质量标准情况下，与一般卧式泵或立式污水泵相比，市政泵房的设计采用潜水污泵除设备单价高于轴流污水泵外，采用潜水污泵泵站具有布局结构紧凑、节约用地，工程安装维修方便，工作连续运转时间长、操作简单、方便，潜污泵工作时振动噪声小、电机温升慢，对周围环境无污染等方面优点，优势非常显著，不仅符合建设区周边环境、用地的要求，还能够减轻污水泵站管理人员的劳动强度，提高泵机的运转率，确保城市污水的输送任务。潜污水泵选型的基本原则是：①必须根据生产的需要满足流量和扬程的要求；②水泵应在高效区运行；③水泵在长期运行中，泵站效率较高，能量消耗少，运行费较低；④按所选的污水泵型号和台数建站，泵站的工程投资较少；⑤在设计标准的各种工况下,潜污水泵机组能正常安全运行，即不允许发生汽蚀、振动和超载等现象；⑥潜污泵便于安装、维修和运行管理。城市污水处理厂进水提升泵宜采用大泵、小泵搭配使用的方式，这样可以节省大量的电能，降低运行成本；选型时应进行详细的计算，尽量使水泵的工作点处于高效率点处，这样不仅可以减少水泵磨损，降低维修费用，还能延长潜污泵的使用寿命。一般情况下，污水提升泵不宜采用变频调速的方式。一般情况下污水提升潜污泵的工艺流程大致是：
2.2.2 污水泵房提升设备的选择
污水提升泵房中常用的提升设备有两种：桥式吊车和电动葫芦。采用桥式吊车。汽车可以直接开进泵房内，吊车把污水泵直接从汽车上吊运到指定位置，设备维护和维修操作非常方便，省时省力，但是造价和使用费用较高；因此，柳州市泵房设计常采用电动葫芦提升装置。由于电葫芦只能设置一个方向的轨道，设计中按水泵排列的中心线布置，需要人力把水泵抬到吊车轨道下，电葫芦才能工作，设备提升维修操作费时、费力，但总体造价和使用费用较低。因此，应综合考虑城市污水提升泵站的规模大小，设计考虑水泵的安装台数、维修频率，提升装置使用的次数等因素，全面考虑泵房设计施工和应用的可行应，并根据污水泵房设计所参考的实际状况综合分析，经过对污水提升泵房设计方案的不断研究探索、论证，提出科学、合理的泵房设计方案。目前柳州市已设计的污水提升泵房中采用的污水潜污泵，而提升设备大都采用电动葫芦，如果污水提升泵房设计科学、计算合理，不仅节省施工成本还能省时、省工，还符合国家建立节约型社会的宗旨。
2.2.3 进水管路特性曲线的计算
进水管路特性曲线的计算。绘制详细的“进水提升泵--配水井”的管道系统图，按比阻计算水头损失，得出总水头损失随流量变化的计算公式：
ΣH = HST + ΣhAB + ΣhBC = 13.170 + 39.104 Q2
设计计算时应注意这个公式中Q的单位是m3/s，在实际的计算过程中不可以弄错。用Excel中的绘图功能，将其绘制成二阶多项式曲线，即进水管路特性曲线。
2.2.4 泵房构筑物的设计
泵站机器间设计计算。机器间与集水池合建，中间以隔墙分开，机器间的布置一般要求对地面和空间充分利用。平面布置，机器间的平面布置应保证管理人员的通行和水泵的拆卸安装。泵站机器间布置应符合城市污水泵站設计手册中的有关规定，并满足以下相关的具体要求：泵座与集水池墙壁距离，取决于水泵吸水管、闸门、零件的尺寸和装卸的宽裕度；楼梯宽度不宜<0.8m，平台宽度不宜>1.0m；高程布置，《城市污水泵站设计手册》第五册第三章规定：有起吊设备时室内地面以上有效高度≥3.0m，一般采用3.2m，并应保证吊起底部与所跨越的固定物体的顶部有≥0.5m的净空；有高压设备的房屋高度，应根据电气设备的外形尺寸确定；在任何情况下，自电动机顶至吊车梁底的净空高，应≥2.5m；考虑汽车运进设备, 机器间高度还应按汽车底盘的高度计算。污水提升泵房中沉井的设计根据《给水排水工程结构设计规范 (GBJ69-84)》相关标准和规范进行设计施工，保证泵房沉井设计科学、规范。
为进一步响应国家号召，提升柳州市城市污水提升泵站的施工质量和功效，在泵房施工图阶段就开始提出一系列进一步优化潜污泵房设计的总目标和要求，并科学采用可编程序控制器（PLC）及必要的自动化检测仪表，由系统的PLC与泵站本身的监控计算机相连接，构成污水泵站自动化管理层，对泵站实行集中控制和管理，并采取系统化的管理和对泵站管理人员进行培训，持证上岗，保证泵站在施工过程中的施工质量和进度，严格按照施工设计图进行施工，并对泵站的各个构筑物、设备进行科学的计算和核算，保证泵站施工运行的资金的最大化利用。
结论
随着我国经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，加上我国水资源危机的不断加剧，污水处理刻不容缓，污水处理厂中污水提升泵房工艺的设计显得尤为重要，作为施工设计人员，必须根据我国污水提升泵房设计的相关条令或规范进行设计，在保证泵房设计中泵房实际使用功能的前提下，可以有针对性采取科学、有效的措施，提升泵房的施工设计质量和实际使用效率，从而大幅节省城市污水厂实际的运行费用，并不断提升污水的收集和输送能力，保证城市的快速、有序发展。
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关键词：污水提升泵房；工艺设计；应用
污水提升泵房是城市污水厂的水力提升的构筑物，科学设计、合理布置的提升泵房不仅可以节约污水厂的运行成本，便于污水厂实际正常的运行和维护，更提高污水处理厂运行的稳定性和出水水质，保障符合国家和地方相关污水排放标准。
1 污水提升泵房
1.1 概述
污水提升泵房主要建、构筑物泵站内有地上、地下构筑物及管道的设计,主要包括地下式泵房的进水闸井、粗格栅、集水池（含潜水污泵或干式离心泵）、闸阀井等和进（出）水管道、变配电用房及泵站附属用房等结构、电气、自控、除臭等子项目。
1.2 污水提升泵房设计应注意的问题
污水提升泵房的设计应注重美观。泵房等构筑物在满足其使用要求的同时，泵房的体形及内外空间组合等，应得到设计人员的重视，以给周围人们营造精神上的美的感受。在实际施工建设中，已建成的许多泵站中的泵房都只是单纯的泵房建筑物，且往往与周围环境格格不入，主要是因为泵房设计人员在设计中只考虑其使用功能，而忽视了泵房本身的美观要求。因此，为响应国家建设环境友好型社会的号召，在污水提升泵房的设计过程中加入美的因素，往往会得到意想不到的效果；建筑工施工工程要求设计标准化、施工机械化、管理科学化，只有符合建筑模数的要求，才能使不同施工材料、不同形式和不同制造方法的建筑物配件、组合件具有较大的通用性和互换性，才能加快设计速度，提高泵房的施工质量并提高建设的效率。
污水提升泵房应尽量选择轻型结构支撑。在污水提升泵房中，泵房位于最上面，如果泵房自重过大，下面的承重结构梁、柱的尺寸必然也增大，而泵房构筑物基础的地质情况一般不太理想，从而增加泵房基础本身的设计难度，因此，污水提升泵房设计时在保证额定荷载的前提下要尽量选择轻型结构支撑；但必须满足泵房近期或远期的使用要求。满足泵房设计最基本的功能是其本身的使用功能。根据泵房的设计工艺进行污水厂的建筑布置及立面形式等，以便使泵房建设的美观、实用。
选择科学、经济、合理的设计施工方案。在进行泵房设计时，满足使用要求的前提下，提出几种可行的设计方案，并进行科学的比较论证，选择经济上最合理、施工较方便、环境友好型的设计方案。
2 污水提升泵站的设计和应用
2.1 污水提升泵房的设计基本原则：
污水泵房设计规模的确定：应根据城镇远近期污水量的大小，确定污水泵站的规模。一般泵站的土建可根据远期规模实施，设备特别是泵组可按近期规模安装，远期可通过增加泵组或更换水泵提高流量等方式达到设计规模；
泵房地址的确定：根据污水泵站性质（局部提升泵站，或者是处理厂前提升泵站），并结合整个市政管网的情况及具体地形条件，选择合适的泵房位置，提高其运行的效率；
提升设备的选用：污水泵站进水中污杂物含量多，所以泵站应该选用适合污水性质和清污量大的格栅除污机，保护水泵等后续有关设备。考虑系统可靠和设备维修，应配备相当数量的备用泵和维修配件，便于及时维护和修理；
密切注意减少对泵房施工周边环境的影响：泵站地下构筑物不允许地下水渗入及池内污水的渗出，泵站应与居住房屋和公用建筑保持一定距离；泵站四周应设置隔离带和隔音设备。
2.2 污水提升泵房的设计和应用
2.2.1 污水潜污泵的选择
从20世纪90年代潜水泵出现以来，由于潜水排污泵具有体积小、安装检修方便、无噪声、运行稳定等优点，特别是潜水污水泵站相对传统干式泵站简化泵站本身的地下结构，减少了泵房的地面建筑，甚至建设地上构筑物，从而大幅降低泵站的工程造价，得到广泛的运用。
目前，我国大部分污水提升泵房采用干式泵或者潜污泵，而许多污水处理厂因泵房的结构形式比较简单而采用潜污泵。潜污泵泵站的管理人员仅可以通过地面上的控制柜的仪器仪表来及时正确地监控和记录。由于泵整只浸没在水中，泵所输送的介质（水）起到隔声作用，从而大大降低了噪声，改善了泵站的作业环境。由于泵在投入运行前，其润滑油（脂）已全部加注完毕，在正常运行中，不需要加注润滑油（脂）工作；另外，潜污泵在运行管理中过程中无需要轴流式污水泵所必须的操作、保养、巡视要求。而从环境效益、经济效益等方面分析，潜水污泵是泵与电机连体，并同时潜入液下工作的泵类产品，在潜水污泵符合国家设备生产质量标准情况下，与一般卧式泵或立式污水泵相比，市政泵房的设计采用潜水污泵除设备单价高于轴流污水泵外，采用潜水污泵泵站具有布局结构紧凑、节约用地，工程安装维修方便，工作连续运转时间长、操作简单、方便，潜污泵工作时振动噪声小、电机温升慢，对周围环境无污染等方面优点，优势非常显著，不仅符合建设区周边环境、用地的要求，还能够减轻污水泵站管理人员的劳动强度，提高泵机的运转率，确保城市污水的输送任务。潜污水泵选型的基本原则是：①必须根据生产的需要满足流量和扬程的要求；②水泵应在高效区运行；③水泵在长期运行中，泵站效率较高，能量消耗少，运行费较低；④按所选的污水泵型号和台数建站，泵站的工程投资较少；⑤在设计标准的各种工况下,潜污水泵机组能正常安全运行，即不允许发生汽蚀、振动和超载等现象；⑥潜污泵便于安装、维修和运行管理。城市污水处理厂进水提升泵宜采用大泵、小泵搭配使用的方式，这样可以节省大量的电能，降低运行成本；选型时应进行详细的计算，尽量使水泵的工作点处于高效率点处，这样不仅可以减少水泵磨损，降低维修费用，还能延长潜污泵的使用寿命。一般情况下，污水提升泵不宜采用变频调速的方式。一般情况下污水提升潜污泵的工艺流程大致是：
2.2.2 污水泵房提升设备的选择
污水提升泵房中常用的提升设备有两种：桥式吊车和电动葫芦。采用桥式吊车。汽车可以直接开进泵房内，吊车把污水泵直接从汽车上吊运到指定位置，设备维护和维修操作非常方便，省时省力，但是造价和使用费用较高；因此，柳州市泵房设计常采用电动葫芦提升装置。由于电葫芦只能设置一个方向的轨道，设计中按水泵排列的中心线布置，需要人力把水泵抬到吊车轨道下，电葫芦才能工作，设备提升维修操作费时、费力，但总体造价和使用费用较低。因此，应综合考虑城市污水提升泵站的规模大小，设计考虑水泵的安装台数、维修频率，提升装置使用的次数等因素，全面考虑泵房设计施工和应用的可行应，并根据污水泵房设计所参考的实际状况综合分析，经过对污水提升泵房设计方案的不断研究探索、论证，提出科学、合理的泵房设计方案。目前柳州市已设计的污水提升泵房中采用的污水潜污泵，而提升设备大都采用电动葫芦，如果污水提升泵房设计科学、计算合理，不仅节省施工成本还能省时、省工，还符合国家建立节约型社会的宗旨。
2.2.3 进水管路特性曲线的计算
进水管路特性曲线的计算。绘制详细的“进水提升泵--配水井”的管道系统图，按比阻计算水头损失，得出总水头损失随流量变化的计算公式：
ΣH = HST + ΣhAB + ΣhBC = 13.170 + 39.104 Q2
设计计算时应注意这个公式中Q的单位是m3/s，在实际的计算过程中不可以弄错。用Excel中的绘图功能，将其绘制成二阶多项式曲线，即进水管路特性曲线。
2.2.4 泵房构筑物的设计
泵站机器间设计计算。机器间与集水池合建，中间以隔墙分开，机器间的布置一般要求对地面和空间充分利用。平面布置，机器间的平面布置应保证管理人员的通行和水泵的拆卸安装。泵站机器间布置应符合城市污水泵站設计手册中的有关规定，并满足以下相关的具体要求：泵座与集水池墙壁距离，取决于水泵吸水管、闸门、零件的尺寸和装卸的宽裕度；楼梯宽度不宜<0.8m，平台宽度不宜>1.0m；高程布置，《城市污水泵站设计手册》第五册第三章规定：有起吊设备时室内地面以上有效高度≥3.0m，一般采用3.2m，并应保证吊起底部与所跨越的固定物体的顶部有≥0.5m的净空；有高压设备的房屋高度，应根据电气设备的外形尺寸确定；在任何情况下，自电动机顶至吊车梁底的净空高，应≥2.5m；考虑汽车运进设备, 机器间高度还应按汽车底盘的高度计算。污水提升泵房中沉井的设计根据《给水排水工程结构设计规范 (GBJ69-84)》相关标准和规范进行设计施工，保证泵房沉井设计科学、规范。
为进一步响应国家号召，提升柳州市城市污水提升泵站的施工质量和功效，在泵房施工图阶段就开始提出一系列进一步优化潜污泵房设计的总目标和要求，并科学采用可编程序控制器（PLC）及必要的自动化检测仪表，由系统的PLC与泵站本身的监控计算机相连接，构成污水泵站自动化管理层，对泵站实行集中控制和管理，并采取系统化的管理和对泵站管理人员进行培训，持证上岗，保证泵站在施工过程中的施工质量和进度，严格按照施工设计图进行施工，并对泵站的各个构筑物、设备进行科学的计算和核算，保证泵站施工运行的资金的最大化利用。
结论
随着我国经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，加上我国水资源危机的不断加剧，污水处理刻不容缓，污水处理厂中污水提升泵房工艺的设计显得尤为重要，作为施工设计人员，必须根据我国污水提升泵房设计的相关条令或规范进行设计，在保证泵房设计中泵房实际使用功能的前提下，可以有针对性采取科学、有效的措施，提升泵房的施工设计质量和实际使用效率，从而大幅节省城市污水厂实际的运行费用，并不断提升污水的收集和输送能力，保证城市的快速、有序发展。
注：本章内容的所有图表及公式以PDF形式查看